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Traitement des rejets industriels liquide par électrocoagulation/électroflottation en réacteur airlift

Bennajah, Mounir (2007) Traitement des rejets industriels liquide par électrocoagulation/électroflottation en réacteur airlift.

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2.22 Mo

Abstract

Dans ce travail, le réacteur airlift à boucle externe est utilisé pour réaliser la flottation des colloïdes déstabilisés par électrocoagulation. L'effluent traité est un rejet de textile contaminé par deux composés aromatiques toxiques et une haute DCO. (Demande Chimique en Oxygène (250mg/L)). Ces deux composés (acide naphtoïc et le 2 naphtol) sont responsables de la coloration rouge utilisée dans un procédé de coloration de textile. L'étude a montré que la position des électrodes dans le réacteur est très importante pour avoir à la fois une bonne efficacité d'élimination des produits toxiques et une flottation des particules déstabilisées dans le même réacteur. Trois positions ont été testées. La meilleure qui a été retenue est celle où les électrodes occupaient le centre du compartiment riser. L'absence d'un système d'agitation mécanique (agitateur) ou pneumatique (injection d'air comprimé) engendre une faible consommationénergétique du système. Les expériences préliminaires ont montré que pour une meilleure efficacité du procédé, l'agitation du système doit être faite avec de très faibles débits de gaz. L'hydrogène formé au voisinage de l'anode nous permet d'atteindre une meilleure efficacité grâce à des vitesses de circulation liquide engendrées par la différence de taux de vide, assurant une agitation suffisante du système sans destruction des flocs. Les paramètres influençant la décoloration ont été étudiés : PH initial, conductivité, densité de courant, hauteur de liquide dans la zone de désengagement. L'efficacité est déterminée en analysant l'absorbance par Uvvisible et la demande chimique en oxygène (DCO). Il en résulte une efficacité avoisinant les 90% de décolorisation et 80% d'élimination de DCO après 8 minutes d'électrocoagulation avec une consommation énergétleique de 0,2 kW / L. .ABSTRACT : A 20 L external-loop airlift reactor was used as an electrochemical cell in order to carry out water depollution using batch electrocoagulation (EC) without mechanical agitation, pumping requirements or air injection. Mixing and complete flotation of the pollutants were achieved using only the overall liquid recirculation induced by H2 microbubbles generated by water electrolysis. A red dye from the Moroccan textile industry was used in a case study to validate this innovative application of airlift reactors. Experimental results showed that the axial position of the Al electrodes and the residence time in the separator section were the key parameters to achieve good mixing conditions, to avoid bubbles/particles recirculation in the downcomer and to prevent floc break-up/erosion by hydrodynamic shear forces. Such optimum conditions corresponded to an optimum liquid overall recirculation velocity that was correlated to current, electrode position and dispersion height. Operation time required to achieve 80% COD and 80% color removal efficiencies was modeled as a function of current density. Similarly, specific energy and electrode consumptions were correlated to current, electrode gap and conductivity, which provided the necessary tools for scale-up and process optimization. Operation time and removal efficiencies were similar to those reported in conventional EC cells, but specific energy and electrode consumptions were even smaller without the need for mechanical agitation, pumping requirements and air injection, which could not be achieved in other kinds of conventional gas–liquid contacting devices

Department:Laboratoire de Génie Chimique - LGC (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Delmas, Henri
Uncontrolled Keywords:Electrocoagulation - Air lift externe - Décolorisation - Stabilité des flocs. KEYWORDS : External airlift - Electroflotation - Decolourisation - Floc stability
Subjects:Process engineering > Process and environmental engineering
Deposited On:03 November 2008

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